Posted at the Institutional Resources for Unique Collection and Academic Archives at Tokyo Dental College, Available from http://ir.tdc.ac.jp/
Title
№２５：疾患特異的iPS 細胞を用いたApert 症候群の病
態解明
Author(s)
小倉, 弘之; 石井, 武展; 齋藤, 暁子; 小野寺, 晶子;
中村, 貴; 渡邊, 豪士; 森田, 奈那; 末石, 研二; 東,
俊文
Journal
歯科学報, 119(3): 245-245
URL
http://hdl.handle.net/10130/4931
Right
Description
目的：低ホスファターゼ症（HPP）は，組織非特 異的アルカリホスファターゼ（TNALP）遺伝子の 変異により生じる先天性疾患で，硬組織の石灰化不 全，病的骨折，呼吸困難，痙攣発作，乳歯の早期脱 落，歯槽骨喪失を主徴とする。現在，アスホターゼ アルファを使用した酵素補充療法が行われている が，酵素の半減期が短いため，長期間の反復投与の 必要性があり，また侵襲性も高い。さらに，現在行 われている酵素補充療法は，延命効果のみに焦点が 当てられ，硬組織に関する問題は解決されておら ず，その改善が可能な新規治療法の開発が急がれ る。これまでに我々は，８型アデノ随伴ウイルス （AAV８）ベ ク タ ー に よ る 遺 伝 子 治 療 に よ り， HPP モデルマウスに対し，単回投与で長期安定し た酵素補充を可能とすることを報告した。しかし， 延命効果が得られた治療マウスの大腿骨や下顎骨を 解析した結果，伸長不全や石灰化不全，さらに軟骨 細胞層の異常増殖やセメント質の欠如などの治癒不 全が確認された。したがって，本研究では，大腿骨 の伸長不全が改善可能な至適 AAVベクター量を投 与した治療マウスにおける，石灰化不全や軟骨細胞 層の配列異常の改善の可能性を検証することとし た。 方法：生後１日齢の HPP モデルマウスの大腿四頭 筋に，TNALP を発現するように構築した AAV ベ クターを筋肉注射し，９０日齢における血中 ALP 活 性，延命効果，体重，行動量を観察した。また， 骨・軟骨については放射線学的解析，および川本法 による薄切切片作製後，H&E 染色，アルシアンブ ルー染色，ALP 染色を施し組織学的解析を行った。 結果：４．５×１０１２ vector genome/body の高用量で遺 伝子治療を行った結果，大腿骨での ALP 補充量の 増加が確認され，行動量の正常化，大腿骨の形態不 整や伸長不全の改善が確認され，さらにマイクロ CT 解析により，骨密度に関しても改善が認められ た。 考察：今回の結果より，硬組織に十分な量の ALP を補充することにより，生後でもその形態不整や伸 長不全の改善が可能であることが示唆された。この ことから，硬組織における適正量 ALP を補充する ことにより，重症乳児 HPP 患者の QOL を高めら れる可能性があると考えられる。今後，安全性の評 価，発現効率の上昇による投与ベクターを減量した うえでの局所 ALP 濃度増加等を検討していく予定 である。 目的：Apert 症候群は FGFR２遺伝子点変異（Ser ２５２Trp ま た は Pro２５３Arg）に よ る FGF 情 報 伝 達 経路亢進と骨芽細胞分化促進，石灰化亢進，頭蓋骨 の早期癒合を特徴とする稀少遺伝性疾患で，ヒト由 来の疾患モデルは未だ報告されていない。本研究は 当院矯正歯科に来院している Apert 症候群患者の 口腔粘膜上皮より，疾患特異的 iPS 細胞を樹立し， 骨芽細胞あるいは軟骨細胞分化過程の異常の有無と 機序を詳細に明らかにし，Apert 症候群の発症機序 の解明を行うことを目的とした。 方法：本研究は本学倫理員会の承認を得ている（承 認番号７５１）。Apert 症候群患者より採取した頰粘膜 から線維芽細胞を分離後，ゲノム DNA を抽出し FGFR２遺伝子変異をサンガー法により確定した。 その後，患者由来線維芽細胞へ SeVdp（KOSM３０２ L）ベクターを感染させ，iPS 細胞を樹立した。こ の細胞に対して骨芽細胞分化誘導を行った１）。ま た，中胚葉分化培地と軟骨細胞分化培地を用いて軟 骨細胞分化誘導を行った。 結果：本研究で用いた Apert 症候群患者の変異部 位は Ser２５２Trp のヘテロ変異であることを同定し た。Apert 症候群患者より分離した線維芽細胞から 疾 患 特 異 的 iPS 細 胞 の 樹 立 を 行 い，未 分 化 マ ー カー，三胚葉分化マーカー，テラトーマ形成を確認 し未分化性，多能性を有することを確認した。樹立 した iPS 細胞を骨芽細胞分化誘導し，OSX，RUNX ２などの骨芽細胞分化マーカーの発現を確認した。 Apert 症候群の iPS 細胞を軟骨細胞分化誘導し，浮 遊培養でパーティクルを作製した。また HE 染色， サフラニン O 染色，トルイジンブルー染色を行い 軟骨分化を確認した。 考察：樹立した Apert 症候群疾患特異的 iPS 細胞 は骨芽細胞，軟骨細胞に分化可能であった。今後は これらの細胞をコントロール細胞と比較し，分化異 常機序を確認することにより Apert 症候群の発症 機序の解明を行う予定である。 １）
PLoS One．２０１４ ９⑹：e９９５３４
